系統(tǒng)方案
發(fā)布時間:2012/4/14 18:42:49 訪問次數(shù):644
根據(jù)監(jiān)控任務(wù)的特點,對圖11-1所示的面向CM300DU-24H 農(nóng)業(yè)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡化,面向智能化溫室種植的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)如圖11-3所示,感知節(jié)點、匯聚兩類節(jié)點,協(xié)同工作,共同完成監(jiān)控任務(wù)。
首先,距離目標(biāo)監(jiān)控對象最近的感知節(jié)點承擔(dān)感知數(shù)據(jù)采集和發(fā)送的任務(wù)。其次,這些節(jié)點僅僅裝備必需的各種傳感器模塊和無線發(fā)送模塊,采集到目標(biāo)數(shù)據(jù)后立刻通過無線方式將數(shù)據(jù)發(fā)送出去,將采集的數(shù)據(jù)路由返回Sink節(jié)點,傳送過程中可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理。最后,連接傳感器網(wǎng)絡(luò)和后臺數(shù)據(jù)處理設(shè)備的Sink節(jié)點。收集到的數(shù)據(jù)由PC機進(jìn)行處理,儲存于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中以供查詢和分析使用。此外,Sink節(jié)點可以根據(jù)用戶的需要發(fā)出查詢請求,目標(biāo)節(jié)點接收請求后響應(yīng)請求并回傳數(shù)據(jù)。除WSN的一般功能外,建立的演示驗證系統(tǒng)還應(yīng)具備以下功能。
①狀態(tài)信號的連續(xù)感知能力,一旦設(shè)備運行,就需要對設(shè)備狀態(tài)信號的變化和偏差進(jìn)行連續(xù)監(jiān)控。
②完整的數(shù)據(jù)傳輸,對運行設(shè)備的狀態(tài)特征數(shù)據(jù)的進(jìn)行完整和周期性傳輸。
③響應(yīng)用戶數(shù)據(jù)查詢在周期性循環(huán)傳送數(shù)據(jù)的情況下,用戶(或基站)可查詢某些特定節(jié)點的數(shù)據(jù)用來估計特定裝備或子系統(tǒng)的現(xiàn)有狀態(tài),因此需要無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具備中斷周期循環(huán),供用戶查詢的能力。
④信號處理和故障檢測,節(jié)點具備一定的信號處理能力,僅將處理后的特征數(shù)據(jù)循環(huán)發(fā)送到基站,當(dāng)檢測故障時,節(jié)點能中斷循環(huán)以發(fā)送緊急報警信息。
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的中心節(jié)點通過串口與監(jiān)測服務(wù)器連接。監(jiān)測軟件調(diào)用串口控仵,與中心節(jié)點進(jìn)行通信,如圖11-4所示。為了節(jié)省監(jiān)測點電能,各監(jiān)測點每2min采集一次溫濕度信息,并通過無線傳感器網(wǎng)的其他監(jiān)測點和中繼節(jié)點發(fā)送至中心節(jié)點,服務(wù)器軟件收到各個監(jiān)測點的溫濕度數(shù)據(jù)后,與正常閾值對比,如果發(fā)現(xiàn)有異常發(fā)生,即可在300ms內(nèi)通過中心節(jié)點送報警號到異常監(jiān)測點。如果超過300ms,監(jiān)測節(jié)點則根據(jù)能耗策略進(jìn)入睡眠。調(diào)用串口控件需要設(shè)置波特率、停止位、校驗位等參數(shù),本系統(tǒng)中使用波特率是115 200bit/s,停止位為1,校驗位無。當(dāng)中心節(jié)點收到溫濕度信息后,通過串口發(fā)送至監(jiān)測服務(wù)器,此時,串口控件會產(chǎn)生串口數(shù)據(jù)事件,通知應(yīng)用程序取數(shù)據(jù),應(yīng)用程序則調(diào)用解析函數(shù),解析出串口數(shù)據(jù)對應(yīng)的監(jiān)測點號碼、溫度、濕度,填入數(shù)據(jù)庫。短信模塊也通過串口接到監(jiān)測服務(wù)器,當(dāng)有異常情況發(fā)生時,應(yīng)用程序即調(diào)用串口控件,按照短信命令格式發(fā)送報警命令至短信模塊,短信模塊即將報警信息發(fā)送給管理員。管理員獲取報警信息后,可立即通知現(xiàn)場處理異常情況,以保證溫濕度的參數(shù)正確。應(yīng)用程序可以根據(jù)查詢報表的時間,從數(shù)據(jù)庫中調(diào)用記錄的歷史數(shù)據(jù)生成報表,供管理員定期制作紙制報告。根據(jù)實際需求,各個監(jiān)測點的溫濕度信息每2min劇新一次,如果有異常則會發(fā)出閃爍報警(如監(jiān)測點的溫度過低,發(fā)生報警)。
根據(jù)監(jiān)控任務(wù)的特點,對圖11-1所示的面向CM300DU-24H 農(nóng)業(yè)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡化,面向智能化溫室種植的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)如圖11-3所示,感知節(jié)點、匯聚兩類節(jié)點,協(xié)同工作,共同完成監(jiān)控任務(wù)。
首先,距離目標(biāo)監(jiān)控對象最近的感知節(jié)點承擔(dān)感知數(shù)據(jù)采集和發(fā)送的任務(wù)。其次,這些節(jié)點僅僅裝備必需的各種傳感器模塊和無線發(fā)送模塊,采集到目標(biāo)數(shù)據(jù)后立刻通過無線方式將數(shù)據(jù)發(fā)送出去,將采集的數(shù)據(jù)路由返回Sink節(jié)點,傳送過程中可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理。最后,連接傳感器網(wǎng)絡(luò)和后臺數(shù)據(jù)處理設(shè)備的Sink節(jié)點。收集到的數(shù)據(jù)由PC機進(jìn)行處理,儲存于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中以供查詢和分析使用。此外,Sink節(jié)點可以根據(jù)用戶的需要發(fā)出查詢請求,目標(biāo)節(jié)點接收請求后響應(yīng)請求并回傳數(shù)據(jù)。除WSN的一般功能外,建立的演示驗證系統(tǒng)還應(yīng)具備以下功能。
①狀態(tài)信號的連續(xù)感知能力,一旦設(shè)備運行,就需要對設(shè)備狀態(tài)信號的變化和偏差進(jìn)行連續(xù)監(jiān)控。
②完整的數(shù)據(jù)傳輸,對運行設(shè)備的狀態(tài)特征數(shù)據(jù)的進(jìn)行完整和周期性傳輸。
③響應(yīng)用戶數(shù)據(jù)查詢在周期性循環(huán)傳送數(shù)據(jù)的情況下,用戶(或基站)可查詢某些特定節(jié)點的數(shù)據(jù)用來估計特定裝備或子系統(tǒng)的現(xiàn)有狀態(tài),因此需要無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具備中斷周期循環(huán),供用戶查詢的能力。
④信號處理和故障檢測,節(jié)點具備一定的信號處理能力,僅將處理后的特征數(shù)據(jù)循環(huán)發(fā)送到基站,當(dāng)檢測故障時,節(jié)點能中斷循環(huán)以發(fā)送緊急報警信息。
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的中心節(jié)點通過串口與監(jiān)測服務(wù)器連接。監(jiān)測軟件調(diào)用串口控仵,與中心節(jié)點進(jìn)行通信,如圖11-4所示。為了節(jié)省監(jiān)測點電能,各監(jiān)測點每2min采集一次溫濕度信息,并通過無線傳感器網(wǎng)的其他監(jiān)測點和中繼節(jié)點發(fā)送至中心節(jié)點,服務(wù)器軟件收到各個監(jiān)測點的溫濕度數(shù)據(jù)后,與正常閾值對比,如果發(fā)現(xiàn)有異常發(fā)生,即可在300ms內(nèi)通過中心節(jié)點送報警號到異常監(jiān)測點。如果超過300ms,監(jiān)測節(jié)點則根據(jù)能耗策略進(jìn)入睡眠。調(diào)用串口控件需要設(shè)置波特率、停止位、校驗位等參數(shù),本系統(tǒng)中使用波特率是115 200bit/s,停止位為1,校驗位無。當(dāng)中心節(jié)點收到溫濕度信息后,通過串口發(fā)送至監(jiān)測服務(wù)器,此時,串口控件會產(chǎn)生串口數(shù)據(jù)事件,通知應(yīng)用程序取數(shù)據(jù),應(yīng)用程序則調(diào)用解析函數(shù),解析出串口數(shù)據(jù)對應(yīng)的監(jiān)測點號碼、溫度、濕度,填入數(shù)據(jù)庫。短信模塊也通過串口接到監(jiān)測服務(wù)器,當(dāng)有異常情況發(fā)生時,應(yīng)用程序即調(diào)用串口控件,按照短信命令格式發(fā)送報警命令至短信模塊,短信模塊即將報警信息發(fā)送給管理員。管理員獲取報警信息后,可立即通知現(xiàn)場處理異常情況,以保證溫濕度的參數(shù)正確。應(yīng)用程序可以根據(jù)查詢報表的時間,從數(shù)據(jù)庫中調(diào)用記錄的歷史數(shù)據(jù)生成報表,供管理員定期制作紙制報告。根據(jù)實際需求,各個監(jiān)測點的溫濕度信息每2min劇新一次,如果有異常則會發(fā)出閃爍報警(如監(jiān)測點的溫度過低,發(fā)生報警)。
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